Research

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In recent decades, the world around us has experienced profound technological changes, driven in particular by advances in autonomy, robotics and artificial intelligence. Today, human agents are regularly confronted highly automated, even autonomous systems, whose the primary role is to supervise these new artificial partners. This major change in the role assigned to human operators has generated new risks related to human factors. These riks include in particular difficulties in understanding artificial agents, detecting their errors and taking them in hand when necessary, a set of problems grouped together under the term "out of the loop phenomenon" (or ("OOL performance problem". Although widely studied, this out of loop phenomenon remains to this day very difficult to characterize, and even more difficult to compensate. Our observation is that of an explanatory weakness regarding the concepts and tools used when it comes to studying this phenomenon.In this context, our project aims to propose new tools inspired by recent work in cognitive and computational neuroscience in order to better understand and characterize this OOL phenomenon. and prevent it. In particular, through the use and joint analysis of electroencephalographic and oculometric signals, the EMOOL project aims to provide a tool to better characterize the neurocognitive mechanisms underlying the supervision activity of an automated system, but also to better understand how this activity evolves during OOL situations. One of the major and innovative interests of this coupling lies in analysis of the dynamics of the supervision activity during more ecological dynamic supervision tasks such as those envisaged in the research project in an aeronautical context (i.e. supervision task of obstacle avoidance assistance system), involving visual exploration and continuous information processing. The emotional context, so important in the aeronautical context, likely to modulate this visual exploration will, moreover, be modulated in order to study its influence on the supervision activity and the emergence of the OOL phenomenon. Finally, our project aims to develop a first model for estimating supervision activity based on brain and/or eye tracking markers using deep learning methods and methodological approaches taking into account the spatio-temporal dynamics of the OOL phenomenon. The scientific challenges are multiple, such as the induction of the OOL phenomenon, the manipulation of the emotional context, the combined analysis of EEG and eye tracking data in an ecological and dynamic context, and the identification of sufficiently discriminating and robust features of the OOL state in order to develop a model for estimating the supervision activity. The works proposed in this project, although instantiated here in tasks specific to aeronautics, seems to us both ambitious from a scientific point of view and potentially disruptive from an applied point of view. Finally, this work will open up new perspectives on the real-time compensation of this phenomenon.

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Power imbalance occupies a central place in reflections on gender relations. Be it sexual violence (e.g. #MeToo), wage inequalities, or unequal conversation dynamics (e.g. mansplaining), the control of power by men is at the heart of current societal concerns and gender studies. The concept of gender is tightly intertwined with the notion of hierarchy, as in nearly all human societies gender categories are shaped by inequalities in status, resources, or rights. From a psychological viewpoint, people often view the gender distinction as a status distinction, which may lead them to conform their behavior to gender hierarchies. The internalization of gender norms and the adoption of gender-typed behaviors is likely to emerge in early childhood. Since the association between power and masculinity in children’s representations may entrench and perpetuate gender inequalities, it is paramount to understand how and when children become sensitive to the power imbalance between genders.

While much is known about adults' conceptions of power and gender, research has rarely addressed this issue in children. First, most studies on understanding of dominance and power in infants and preschoolers have neglected the gender issue, using stimuli that involve interactions between two characters who are either non-gendered, of a single gender, or whose gender is confounded with the participant's gender. Second, studies on early conceptions of gender have neglected to explore how children view power dynamics between males and females, focusing instead on their ability to distinguish between the traits, behaviors, preferences, activities, or even symbolic qualities that are stereotypically associated with males and females. Furthermore, when some of these studies did address children’s representations of gender inequalities, they called upon complex notions such as occupational status, economy, politics, all of which are far beyond the youngest children’s experience of the social world.

Based on an experimental approach CHILD-GAP addresses three key questions: 1) Do infants and preschoolers have specific expectations about gendered power? 2) What are children’s attitudes regarding gendered power? 3) How do they conceive of their own identity in the context of gendered power? We will study several factors that might modulate the mechanisms underlying these representatinos. First, we will examine how children associate gender with different types of power, as power manifests in several forms that might be more or less prosocial. Second, we will focus not only on preschool and school-age children children, but also on infants and toddlers. Given that in their first year of life, infants show some understanding of concepts such as dominance, and are able to make gender distinctions, it is worth asking whether they understand gendered notions of power. In addition, we will analyze how children’s representations of gendered power change as they grow older. Third, children’s expectations, attitudes and self-concepts with regards to gender and power are likely to be modulated by their own gender, as children as young as 4 years an own-gender preference. Fourth, because children's cultural environment is likely to influence their conceptions of gender, we will carry out some of our experiments not only in France but also in countries that differ greatly in terms of gender gap, namely Norway and Lebanon.

By considering all these factors, we believe that CHILD-GAP will advance our knowledge of the early development of representations linking gender and power, and that it could be the building block for intervention research to reduce power imbalance in gender relations.

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Modèle L∪M langage-union-mémoire (Roger et al., 2022)

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Current models of cognitive functioning consider visual perception as a proactive process which is not only determined by the characteristics of sensory inputs, but also strongly depends on expectations we have about them. However, the extent to which what we know influence what we see it still a matter of intense debate. The EXPER project aims to address this issue and provide a comprehensive understanding of how expectations (and more broadly cognition) shape visual perception. Our main working hypothesis is that expectations qualitatively affect subjective perception (i.e. how well we see or even what we see). We will test this through a series of psychophysical experiments involving subjective reports on the appearance of expected and unexpected visual stimuli (objects in context), while taking into account various viewing constraints (e.g., processing time, visual noise). We will also address the neural correlates of these effects for the first time, as well as their functional consequences during scene viewing, using EEG recording and eye tracking. This project will have important theoretical implications in the context of the long-standing debate on whether cognition influence perception. It will also shed lights on what determines subjective perception of expected or unexpected visual stimuli under normal viewing conditions and how it may be affected by noise or sensory loss (e.g., while driving on the foggy night, will our perception be dominated by the expected cars or the unexpected presence of a pedestrian on the road?). Results of this project will also have wider applications as the mechanisms investigated here are thought to apply to other sensory modalities and to dysfunction in some psychiatric or developmental disorders. In this context, EXPER also aims to provide robust experimental paradigms that can be easily adapted to quantify these effects in other modalities and populations.

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Stress, broadly defined as the response of the organism to challenging conditions, is central to life adaptation. However, stress may also have negative consequences in many domains (e.g., academic success, decision making, health). DAY-STRESS is anchored in a social psychology and neurophysiology approach of stress. We will examine the stress responses of people when they perform a task in the presence of others. This social stressor may be associated with either adaptive or maladaptive responses. Indeed, it may have positive effects on performance on well-learned tasks, but negative effects on unlearned tasks, a phenomenon called social-facilitation-and-impairment (SFI) effects. Although much has been learnt about these effects, scientific knowledge has been developed almost exclusively in laboratory experiments. Therefore, the external validity of these results remains an open question, which seems particularly important to address within the current replicability crisis in science. The first goal of DAY-STRESS will be to provide a conceptual replication of SFI effects based on triangulation (the use of different methods to test the same question), by examining these effects in a laboratory experiment as well as in a daily-life longitudinal study, during which data will be collected during a whole day once a month during one year. This methodological approach will be made possible thanks to the use of an innovative physiological index model developed by the team and based on artificial intelligence, which is able to accurately measure stress not only in the lab but also in daily life. This index relies on the fusion of multiple physiological features (respiratory, cardiac and skin conductance parameters) calculated from signals captured by a connected watch and chest belt. The second goal of DAY-STRESS will be to better understand SFI processes, by examining its two dominant explanations (related to arousal and attention) which have been mostly examined separately so far. To do so, we will investigate these two processes simultaneously and continuously during task execution, by coupling measures at the physiological, subjective and neuromuscular level (EEG, EOG, EMG). These questions will be examined in the domain of rifle-shooting. This task provides a theoretical framework particularly relevant to investigate SFI effects, because it is performed in an immobile position, thus ensuring some experimental control even in ecological studies. In addition, it is usually performed in the presence of a public, bringing thus some ecological validity to the study of SFI effects. Our main hypothesis is that the effect of social presence on shooting performance will be moderated by task expertise: for high-level experts, performance will be facilitated by social presence; for low-level experts, performance will be debilitated. Hypotheses with regard to mediation are more exploratory: we expect SFI effects to be mediated by arousal and/or attentional processes. With respect to the physiological stress index model, it should be enriched and strengthened by the identification of new combinations of physiological characteristics which are both more stress specific and accessible in various real-life conditions and on a longitudinal basis. To test these questions, DAY-STRESS will involve an interdisciplinary team composed of researchers in sports sciences (social psychology, neurosciences), in neurophysiology, and in artificial intelligence.

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LPNC_publications_2017 (PDF, 350.6 KB)

LPNC_publications_2018 (PDF, 565.45 KB)

LPNC_publications_2019 (PDF, 428.85 KB)

LPNC_publications_2020 (PDF, 513.19 KB)

LPNC_publications_2021 (PDF, 225.4 KB)

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Ce projet collaboratif vise à développer une intervention originale portant sur les compétences émotionnelles pour les enfants de 3 à 6 ans en contexte scolaire. L’intervention est coconstruite avec les enseignants et ses bénéfices sont testés, par une procédure en trois phases (prétest, entraînement, posttest), à la fois sur les compétences émotionnelles (effets d’apprentissage direct), et sur les capacités mathématiques et langagières (effets de transfert). Complémentairement, le projet vise à construire et valider un outil pédagogique, utilisable en classe, à partir des séquences d’activités ayant montré leur efficacité. Nous analysons en dernier lieu la façon dont les enseignants (impliqués dans la recherche collaborative ou novices) s’approprient cet outil pédagogique, en évaluant avec une approche qualitative et quantitative l’implémentation de l’intervention. 

 

 

Situation générale et problématique

Les compétences émotionnelles se réfèrent à la manière dont les personnes perçoivent et utilisent les émotions pour « faciliter la pensée », comprennent et régulent les émotions (Mikolajczak et al., 2014). Ces compétences sont étudiées souvent chez les enfants en examinant leurs capacités à identifier, reconnaitre ou dénommer les émotions et les expressions faciales, et à identifier les situations qui conduisent à les générer. Ces compétences représentent un ensemble de ressources fonctionnelles permettant de s’adapter à son environnement et sont essentielles au développement psychologique et scolaire (Gentaz et al., 2016). Elles sont également reliées à la réussite scolaire et aux conduites sociales (Voltmer & von Salisch, 2017). L’objectif général du projet est d’aider les jeunes enfants scolarisés en maternelle à développer leurs compétences émotionnelles à l’aide d’un entraînement dispensé par les enseignants pendant les heures de classe. L’intervention est coconstruite en collaboration entre une équipe d’enseignants de maternelle et l’équipe de recherche, sur la base des données issues de la recherche.

 

Argumentation scientifique du projet

La connaissance des émotions par l’enfant est reliée à la réussite scolaire. Une méta-analyse  (Voltmer & von Salisch, 2017) a montré qu’un niveau plus élevé de connaissance des émotions d’enfants de 3 à 12 ans tendait à favoriser les résultats scolaires, l’acceptation par les pairs et l’adaptation à l’école. En particulier, la connaissance des émotions en maternelle, à savoir, la capacité à reconnaître les principales expressions faciales et à les étiqueter, prédisait les résultats ultérieurs en lecture et en mathématiques ainsi que les interactions sociales adaptées lors de la scolarité élémentaire. Toutefois, une première question concerne la relation de causalité entre ces compétences émotionnelles et les apprentissages scolaires. Nous proposons donc tout d’abord de tester si les compétences émotionnelles peuvent être considérées comme des déterminants de l’apprentissage.   

Plusieurs études ont établi des entrainements (interventions) aux compétences émotionnelles. Une grande partie de ces études a été réalisée chez les enfants atypiques (ex : trouble du spectre autistique, handicap sensoriel, moteur et cognitif ; Begeer et al., 2011 ; Dyck & Denver, 2003). Des études ont aussi été réalisées chez les enfants typiques, avec souvent pour objectif d’entraîner les compétences émotionnelles afin d’améliorer lesdites compétences ainsi que les performances scolaires ou les comportements sociaux (Izard et al., 2008). Ces études ont cependant une portée limitée dans la mesure où elles ont le plus souvent ciblé une compétence spécifique (ex : compréhension des émotions mixtes). Elles ont aussi généralement été réalisées sur des tranches d’âge réduites avec des entraînements limités dans la durée. Enfin, les entraînements ont été conduits par les chercheurs, pour les besoins de la recherche, et sans l’objectif qu’ils puissent être intégrés au quotidien scolaire de l’enfant. Nous proposons de tester scientifiquement la validité d’un outil élaboré à partir des données issues de la recherche (données concernant le développement des compétences émotionnelles des enfants) et compatible avec les pratiques des enseignants.   

 

Objectifs et hypothèses

Les objectifs du projet sont multiples. Un premier objectif est d’évaluer le lien corrélationnel entre les compétences émotionnelles des jeunes enfants de maternelle et leurs compétences scolaires. Le projet prévoit d’évaluer ce lien à un moment t (corrélations entre compétences émotionnelles et compétences en mathématiques/ langage en maternelle) mais aussi dans une perspective longitudinale (corrélations entre compétences émotionnelles en maternelle et compétences en Mathématiques et en Français 2 ans plus tard, en CP ou CE1).

Un deuxième objectif est d’évaluer : 1- si l’entraînement aux émotions en maternelle (coconstruit en collaboration avec l'équipe des enseignants) a un effet positif sur le développement des compétences émotionnelles des enfants de maternelle (effet d'apprentissage immédiat) ; et 2- si cet entraînement a un impact sur les compétences langagières et mathématiques des enfants de maternelle (effet de transfert). Nous supposons que l’entraînement permettra d’améliorer les capacités des jeunes enfants à identifier, comprendre et dénommer les émotions, mais aussi qu’il permettra potentiellement d’améliorer leurs capacités langagières et mathématiques. Pour cela, nous évaluerons les compétences des élèves intégrés dans les classes participant à l’étude en tant que groupe « recherche » (élèves bénéficiant de l’entraînement aux compétences émotionnelles) ou « groupe « témoin » (élèves ne bénéficiant pas de l’entraînement aux compétences émotionnelles). Pour mener à bien la collaboration, le projet prévoit des séances de formation et de discussion avec les enseignants du groupe « recherche ».   

Un troisième objectif vise à : 1- créer un outil pédagogique pour l’entrainement des compétences émotionnelles, en y incluant les activités ayant montré leur efficacité, dans le but de rendre l'entraînement (coconstruit en collaboration) accessible au plus grand nombre d’enseignants possible et ; 2- tester l’efficacité de cet outil dans le transfert de connaissances aux enseignants et dans la façon dont les enseignants pourront se l’approprier.  Il s’agira d’évaluer qualitativement et quantitativement l’implémentation de l’entrainement en classe, via l’outil de diffusion créé, ainsi que son acceptabilité. Nous supposons que l’outil créé permettra aux enseignants de s’approprier l’entrainement des compétences émotionnelles. Il s’agira toutefois de préciser les limites de cet outil en évaluant son utilisation par des enseignants n’ayant jamais participé à la recherche collaborative, et n’ayant donc pas bénéficié des formations et discussions avec l’équipe de recherche. Les résultats permettront d’ajuster les modalités de l’entrainement et les séquences d’activités, de sorte qu’elles répondent le mieux possible aux préoccupations des enseignants sur le terrain et aux besoins d’apprentissage des élèves.

 

Description du projet (méthode, planification). Pour répondre aux objectifs spécifiés ci-dessus, le projet s’articule autour de différents axes.

 

Axe 1 : lien corrélationnel entre les compétences émotionnelles des jeunes enfants de maternelle et leurs compétences scolaires deux ans plus tard   

Il s’agit d’analyser dans quelle mesure les compétences émotionnelles des enfants de maternelle peuvent être reliées à leurs compétences scolaires.  Cet axe inclut un suivi longitudinal, puisque nous prévoyons d’établir un lien avec les compétences en mathématiques et en Français telles qu’elles sont révélées par les évaluations nationales en CP et CE1 (càd 2 ans après que les compétences émotionnelles aient été évaluées).

 

Axe 2 : effet et généralisation de entraînement 

Suite à l’ajustement du contenu des séquences mises au point dans nos premiers travaux, il s’agit de tester plus précisément les effets de l’entraînement. Un paradigme en trois phases (prétest, entraînement, posttest) sera utilisé avec les enfants de PS, MS et GS en Savoie. Ces trois phases seront administrées à un groupe d’élèves bénéficiant du programme d’entraînement auquel les enseignants sont formés (groupe « recherche »). Un groupe « témoin » ne réalisera que les phases de prétest et posttest et poursuivra donc ses activités habituelles pendant que le groupe « recherche » réalisera les séances d’entraînement (il est prévu que ce groupe puisse bénéficier de l’entraînement aux compétences émotionnelles dans une phase ultérieure).  

Pour évaluer l’apprentissage immédiat, les prétests et posttests portant sur la connaissance des émotions seront constitués d’épreuves (adaptées de travaux antérieurs ; Richard et al., 2021) ciblant la reconnaissance des émotions primaires (colère, peur, joie, tristesse, émotion neutre) et la compréhension des causes externes qui sous-tendent ces émotions chez autrui (montrer et nommer l’émotion d’un personnage dans une situation donnée).   

Les prétests et posttests évaluant la généralisation de l’entrainement auront les caractéristiques suivantes. Concernant le langage, nous testerons la compréhension lexicale (mots isolés ; test EVIP) ainsi que la compréhension syntaxique (phrases ; test ECOSSE). Pour les mathématiques, les composantes ciblées concernent 1- les habiletés numériques de base : le vocabulaire mathématique simple (ex : comprendre les mots “plus”, “moins”), le subitizing (percevoir très rapidement et précisément les petites quantités), la discrimination de quantités (comparaison de quantités), le dénombrement, l’arithmétique de base (ex : “si j’ajoute un stylo, combien en aurai-je ?” en ayant la collection initiale sous les yeux) ; 2- le raisonnement non verbal, en particulier la capacité à raisonner sur des algorithmes ; et 3- l’utilisation spontanée (sans que cela ne soit suggéré à l’enfant) du nombre dans une résolution de problème. Ces composantes constituent un socle de base pour les apprentissages mathématiques futurs (Burgoyne et al., 2017 ; Jordan et al., 2007). Le contenu de ces épreuves sera mis au point de nouveau dans une approche collaborative, en tenant compte des objectifs de la recherche, des contraintes de passation au sein de la classe et des attendus de fin de cycle (spécifiés par les enseignants).  

Axe 3 : création d’un outil pédagogique (livret)  

Nous planifions de créer un outil pédagogique pour le travail des compétences émotionnelles en maternelle qui puisse être transmis en grand nombre et qui puisse être utilisable par les enseignants non impliqués dans la recherche. L’outil pédagogique sera mis au point en collaboration avec les enseignants. Il tiendra compte de leurs retours concernant l’engagement des élèves dans les activités proposées, la faisabilité des activités dans le cadre de la classe, la pertinence du déroulé concret des activités compte tenu des objectifs (évaluation des difficultés à atteindre les objectifs).  Une première version élaborée de cet outil sera accessible pour la rentrée 2023.

 

Axe 4  : évaluation de l’implémentation de l'entrainement   

L’implémentation fait référence au processus de mise en place de l’entrainement au sein de l’école. Il importe que la recherche fournisse des données scientifiques fiables sur l’efficacité des pratiques ou des outils (axe / objectif 2). Parallèlement, se pose la question de la compatibilité des pratiques innovantes proposées avec les pratiques habituelles des enseignants. Cette compatibilité est favorisée dans notre approche par la démarche collaborative, basée sur un partage de questionnements, de préoccupations et de responsabilités entre enseignants et chercheurs. L’entrainement est coconçu et est aussi progressivement ajusté en regard de sa compatibilité perçue avec la pratique de classe.   

Néanmoins, les praticiens ne peuvent pas toujours implémenter de façon parfaitement fidèle (à 100%) l’ensemble d’un entrainement. Il faut donc que la mise en application du programme soit aussi testée. Cette question est d’autant plus importante que l’outil pédagogique envisagé est à destination de l’ensemble des enseignants, et non uniquement de ceux impliqués dans la recherche collaborative. Ces derniers reçoivent une formation les amenant à saisir les bénéfices d’un entrainement aux compétences émotionnelles. Ils ont les éléments théoriques leur permettant d’adhérer au programme, qu’ils ont par ailleurs contribué à mettre en œuvre au sein de la collaboration. Ces éléments favorisent une implémentation rigoureuse (meilleures acceptabilité et adoption de l’entrainement, perception claire de l’adéquation de l’entrainement et des objectifs, sentiment d’efficacité à mettre en œuvre ce qui est attendu, acceptation des efforts générés par le travail d’implémentation). Reste à savoir comment se fera l’implémentation par les enseignants n’ayant pas été impliqués dans la recherche collaborative. Il s’agit donc d'élaborer un protocole qui évalue la fidélité et les aspects d’implémentation. Nous évaluerons si les caractéristiques de l’entrainement ont été implémentées telles que prévu, et si les élèves ont eu l’opportunité d’acquérir les habiletés permettant d’atteindre les objectifs fixés (critère d’adhésion). Nous évaluerons aussi la qualité d’implémentation de l’entrainement : est-ce que toutes les étapes planifiées ont été mises en place ? Est-ce que chacune d’elles a été correctement exécutée ? Nous examinerons aussi dans quelle mesure chaque élève a bénéficié de l’entièreté de l'entrainement (critère de dosage ou d’exposition), ainsi que l’intérêt, l’engagement et la compréhension des élèves lors des séquences d'activités (critère de réceptivité). Ces critères seront objectivés, selon leur nature, soit par des questionnaires adressés aux enseignants, soit par des grilles d’observation (pour cela, il est projeté d’effectuer des enregistrements vidéo des séquences d'activités). Pour finir, nous nous intéresserons à la validité sociale de l’entrainement et de l’outil pédagogique telle qu’elle est perçue par les enseignants (questionnaires) : jugent-ils la pratique innovante acceptable et satisfaisante ? Il s’agira aussi d’évaluer si leur participation au projet a pu changer leur regard sur leurs gestes professionnels.   

 

 

Le projet a permis la création d’un livret pédagogique pour l’enseignement des émotions en maternelle, notamment en Petite Section et Moyenne Section.

Voici les deux supports :

– le livret/guide

– les annexes

Enseigner les émotions en classe - Livret de l'enseignant (PDF, 13.08 MB)

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This project was inspired by recent advances in metacognition research as applied to memory and seemingly has nothing to do with memory!  The project aims to explore how well people can regulate and monitor their eating behaviours, and whether metacognitive paradigms and models can be applied to this critical real-world behaviour: can we make people eat better by making them better aware of what they eat?  The overlap with memory comes through considering about how reflecting about a process changes it: metamemory is critical for regulation in learning situations - it leads to efficient learning.  Will we find the same is true for eating behaviours.  An exciting exploratory study, this project represents a collaboration between different labs in Grenoble in the context of the UFR Nutrition and is financed by a UGA Idex studentship.
 
Researchers : Milèna Léger, Eve Dupierrix & Chris Moulin

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This ANR financed project aims to better understand changes in metacognition associated with the aging process, focussing on one well-used paradigm, the feeling of knowing (FOK) paradigm.  Using a citizen science approach inspired by our Seniors for Science programme (link: https://www.msh-alpes.fr/actualites/seniors-science) we aim to share our project with as many people over the age of 60 as possible.  The hypothesis is that subtle but detectable changes in metacognition in memory tasks can be detected, which will tell us not only about the healthy aging process and memory function, but also how metacognition is organised in the brain.

Researchers : Céline Souchay, Lucile Meunier-Duperray & Chris Moulin

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